Reducing Postharvest Losses in Persimmon. Pre and Postharvest Aspects Involved in Fruit Quality and New Strategies for Valorization

Abstract

[ES] En los últimos años España ha experimentado una sobreproducción de caqui, provocando una importante caída del precio y el aumento del desperdicio de fruta. Además, diferentes factores pre y postcosecha, pueden dar lugar a importantes pérdidas tras la cosecha. En este contexto, esta Tesis aborda diferentes estrategias para aumentar la rentabilidad del cultivo del caqui mediante la reducción de pérdidas postcosecha y la revalorización de la fruta descartada y de los excedentes de producción. Para ello, se estudian aspectos pre y postcosecha implicados en la calidad del fruto y se propone el secado de la fruta entera como una nueva estrategia de valorización de los frutos que no se destinan para fresco. Entre los aspectos precosecha, el estado nutricional de la planta es un factor clave que afecta a la composición del material vegetal y a las características del fruto. Los Capítulos I y II abordan el estudio de las concentraciones de macro y micronutrientes en hojas y frutos procedentes de parcelas cultivada bajo condiciones de manejo ecológico y convencional, y su relación con los principales parámetros de calidad del caqui 'Rojo Brillante'. Los resultados obtenidos aportan nueva información sobre la composición nutricional del caqui y refuerzan la necesidad de una fertilización equilibrada para conseguir una buena calidad del fruto. Otro aspecto precosecha a tener en cuenta en el manejo del caqui es la aplicación de fitorreguladores. En 'Rojo Brillante', es habitual el uso de etefón para adelantar la cosecha, y del ácido giberélico (AG3) para retrasar su maduración. Además, el tratamiento postcosecha con 1-MCP se aplica habitualmente para garantizar la calidad de la fruta tras la cosecha. Sin embargo, la aplicación precosecha de 1-MCP es un novedoso tratamiento eficaz para otras frutas. En el Capítulo III, en el que se evaluó este tratamiento en diferentes escenarios, se comprobó que, en fruta tratada con etefón, amplió la ventana de cosecha y prolongó el periodo de comercialización. En la fruta tratada con GA3, el 1-MCP precosecha puede sustituir a la aplicación de 1-MCP postcosecha, lo que lo convierte en una herramienta útil para optimizar las operaciones en las centrales de manejo. En el caso del 'Rojo Brillante', se ha observado un efecto del momento de cosecha sobre el comportamiento del fruto durante la frigoconservación. Para explicar estas diferencias, en el Capítulo IV se llevó a cabo la caracterización fisicoquímica y microestructural de frutos recolectados en cinco momentos y se evaluaron los cambios de firmeza durante el almacenamiento frigorífico. Pequeñas diferencias en la firmeza del fruto en cosecha afectaron de manera importante al mantenimiento de la calidad en conservación, lo que se relacionó con la estructura del parénquima en el momento de recolección. Por otro lado, hay que tener en cuenta que el tratamiento postcosecha de desastringencia se asocia a importantes pérdidas de calidad. En el Capítulo V se estudió el efecto del tratamiento de desastringencia con CO2 y etanol en la calidad postcosecha del cv. Giombo. Los resultados sugieren que, aunque el etanol es el tratamiento habitual de desastringencia para esta variedad, se recomiendan las altas concentraciones de CO2 para conseguir una insolubilización más rápida de los taninos y el mantenimiento de la firmeza de la pulpa durante la frigoconservación. En esta Tesis también se propone el secado de fruto entero como una nueva estrategia para valorizar los frutos descartados y los excedentes de producción del 'Rojo Brillante'. En el Capítulo VI se estudiaron los cambios fisicoquímicos y microestructurales que se producen en el fruto durante el secado natural, revelando que esta variedad es apta para ser sometida al proceso de secado. Para mejorar el proceso, también se evaluó el secado por aire caliente a tres temperaturas (Capítulo VII). Las características finales dependieron de la temperatura de secado, especialmente en términos de textura.

[CA] En els últims anys Espanya ha experimentat una sobreproducció de caqui, provocant una important caiguda del preu i l'augment del desaprofitament de fruita. A més, diferents factors pre i postcollita, poden donar lloc a importants pèrdues després de la collita. En este context, esta Tesi aborda diferents estratègies per a augmentar la rendibilitat del cultiu del caqui mitjançant la reducció de pèrdues postcollita i la revalorització de la fruita descartada i dels excedents de producció. Per a això, s'estudien aspectes pre i postcollita implicats en la qualitat del fruit i es proposa l'assecat de la fruita sencera com una nova estratègia de valorització dels fruits que no es destinen per a fresc. Entre els aspectes precollita, l'estat nutricional de la planta és un factor clau que afecta a la composició del material vegetal i a les característiques del fruit. Els Capítols I i II aborden l'estudi de les concentracions de macro i micronutrients en fulles i fruits procedents de parcel·les cultivades sota condicions de maneig ecològic i convencional, i la seua relació amb els principals paràmetres de qualitat del caqui 'Rojo Brillante'. Els resultats obtinguts aporten nova informació sobre la composició nutricional del caqui i reforcen la necessitat d'una fertilització equilibrada per a aconseguir una bona qualitat del fruit. Un altre aspecte precollita a tindre en compte en el maneig del caqui és l'aplicació de fitorreguladors. En 'Rojo Brillante', és habitual l'ús de etefon per a avançar la collita, i de l'àcid gibberèl·lic (AG3) per a retardar la seua maduració. A més, el tractament postcollita amb 1-MCP s'aplica habitualment per a garantir la qualitat de la fruita després de la collita. No obstant això, l'aplicació precollita de 1-MCP és un nou tractament eficaç per a altres fruites. En el Capítol III, en el qual es va avaluar este tractament en diferents escenaris, es va comprovar que, en fruita tractada amb etefon, va ampliar la finestra de collita i va prolongar el període de comercialització. En la fruita tractada amb GA3, el 1-MCP aplicat en precollita pot substituir a l'aplicació de 1-MCP postcollita, la qual cosa ho converteix en una eina útil per a optimitzar les operacions en les centrals de maneig. En el cas del 'Rojo Brillante', s'ha observat un efecte del moment de collita sobre el comportament del fruit durant la frigoconservació. Per a explicar estes diferències, en el Capítol IV es va dur a terme la caracterització fisicoquímica i microestructural de fruits recol·lectats en cinc moments i es van avaluar els canvis de fermesa durant l'emmagatzematge frigorífic. Xicotetes diferències en la fermesa del fruit en collita van afectar de manera important al manteniment de la qualitat en conservació, la qual cosa es va relacionar amb l'estructura del parènquima en el moment de recol·lecció. D'altra banda, cal tindre en compte que el tractament postcollita de desastringència s'associa a importants pèrdues de qualitat. En el Capítol V es va estudiar l'efecte del tractament de desastringència amb CO¿ i etanol en la qualitat postcollita del cv. Giombo. Els resultats suggereixen que, encara que l'etanol és el tractament habitual de desastringència per a esta varietat, es recomanen les altes concentracions de CO¿ per a aconseguir una insolubilització més ràpida dels tanins i el manteniment de la fermesa de la polpa durant la frigoconservació. En esta Tesi també es proposa l'assecat de fruit sencer com una nova estratègia per a valorar els fruits descartats i els excedents de producció del 'Rojo Brillante'. En el Capítol VI es van estudiar els canvis fisicoquímics i microestructurals que es produeixen en el fruit durant l'assecat natural, revelant que esta varietat és apta per a ser sotmesa al procés d'assecat. Per a millorar el procés, també es va avaluar l'assecat per aire calent a tres temperatures (Capítol VII). Les característiques finals van dependre de la temperatura d'assecat, especialment en termes de textuta.

[EN] In recent years Spain has experienced overproduction, which has led to important economic losses and increased fruit waste. Moreover, different preharvest factors, which affect fruit quality, and an inadequate postharvest management, can lead to important postharvest losses. In this context, the objective of the present Thesis is to study strategies to increase persimmon crop profitability by reducing postharvest losses and revalorizing discarded fruit and surplus production. Thus, the pre- and postharvest aspects involved in persimmon fruit quality are discussed and the whole fruit drying is proposed as a new valorization strategy. Of the preharvest aspects related to fruit quality parameters, the plant nutritional status is a major factor that can affect plant material composition and fruit characteristics. Thus, Chapters I and II addressed the study of macro- and micronutrients concentrations in the leaves and fruit from organic and conventional management systems, and their relation to the main fruit quality parameters in 'Rojo Brillante' persimmon. The results obtained in this study provide new information about the nutritional composition of persimmon and reinforce the need for balanced fertilization to achieve good fruit quality. Another important preharvest aspect is the application of phytoregulators to prolong the harvesting season. For 'Rojo Brillante', ethephon use is normal to advance harvest, as is gibberellic acid (GA3) to delay maturation. These treatments can affect fruit quality at both harvest and postharvest. Therefore, the postharvest 1-methylciclopropene (1-MCP) treatment is commonly applied to guarantee fruit quality. However, the preharvest 1-MCP application has been shown to be a novel effective treatment for other fruit. In Chapter III, in which this treatment was evaluated in different scenarios for persimmon, it was proved that it extended the harvest window and prolonged the commercialization period when applied to the ethephon-treated fruit. In the GA3-treated fruit, the preharvest 1-MCP can replace the 1-MCP postharvest application, which could be a useful tool for optimizing handling operations in packinghouses. For 'Rojo Brillante', an effect of harvest moment on fruit behavior during cold storage has been commercially documented. To explain these differences, in Chapter IV an in-depth physico-chemical and microstructural characterization of fruit during five commercial harvests is carried out and the changes in fruit firmness changes during cold storage was evaluated. The minor differences revealed in persimmon firmness at harvest strongly influenced fruit postharvest behavior, which was associated with structural parenchyma of flesh fruit at harvest. On the other hand, it is noteworthy that deastringency treatment is a critical step of postharvest handling because it directly influences fruit quality. This thesis (Chapter V) addressed the study of the effect of deastringency treatment with CO2 and ethanol on postharvest quality of cv. Giombo. The results suggested that, although ethanol is the usual deastringency treatment for this variety, high concentrations of CO2 are recommended to achieve faster insolubilization of tannins and to maintain higher fruit quality during cold storage. To valorize discarded persimmon fruit and surplus production, whole fruit drying is proposed as a new strategy for 'Rojo Brillante'. A first study (Chapter VI), which deals with the physicochemical and microstructural changes that occur during natural air drying, shows that this variety is suitable for drying as whole fruit. To improve the process, convective hot-air drying is also evaluated at three temperatures (Chapter VII). The results showed that the higher the drying temperature, the faster the drying process was, and the final product characteristics depended on the drying temperature, especially in texture terms.